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熱力学

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科目名
平成28年度以降入学者
熱力学
科目名
平成27年度以前入学者
熱力学
教員名 橋本拓也
単位数    2 学年    2 開講区分 文理学部
科目群 物理学科
学期 後期 履修区分 必修
授業概要 熱力学で科学現象を説明できるようになろう。
授業のねらい・到達目標 熱力学は現象論的な学問であるが、物質の安定性・化学反応性の評価、電池などのエネルギー化学、分析化学、生物科学に応用可能な役に立つ学問である。本講義では熱力学の基礎および応用を身に付けることを目的とする。
この科目は文理学部(学士(理学))のディプロマポリシーDP6及びカリキュラムポリシーCP9に対応している。
授業の方法 毎回、出席を兼ねた小テストを実施する。またレポート課題も毎回出す予定であるので、単位取得のためにはかなりの努力が必要である。
本授業の事前・事後学習は、各2時間の学習を目安とします。
履修条件 なし
授業計画
1温度と状態方程式
【事前学習】偏微分・テイラー展開について復習しておくこと。
【事後学習】レポート課題をやってくること。
2熱力学第一法則ージュールの実験・比熱・エンタルピー・理想気体
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。
【事後学習】レポート課題をやってくること。
3熱力学第二法則ー可逆過程と不可逆過程・カルノーサイクル
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。
【事後学習】レポート課題をやってくること。
4熱力学第二法則ークラウジウス不等式・エントロピー
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。
【事後学習】レポート課題をやってくること。
5熱力学の諸関数ー自由エネルギー・マクスウェルの式
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。
【事後学習】レポート課題をやってくること。
6熱力学的変化の進む方向・平衡条件ー最大仕事の原理・混合のエントロピー・ラグランジュの未定係数法
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。
【事後学習】レポート課題をやってくること。
7平衡条件ー自由エネルギー・化学ポテンシャルとの相関
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。
【事後学習】レポート課題をやってくること。
8相転移の熱力学ーギブスの相律
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。
【事後学習】レポート課題をやってくること。
9相転移の熱力学ークラペイロンの式
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。
【事後学習】レポート課題をやってくること。
10化学反応の熱力学ー気相反応の場合・質量作用の法則
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。
【事後学習】レポート課題をやってくること。
11化学反応の熱力学ールシャトリエの法則
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。
【事後学習】レポート課題をやってくること。
12溶液の熱力学ー理想溶液・希薄溶液(ラウールの法則・沸点上昇・浸透圧)
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。
【事後学習】レポート課題をやってくること。
13熱力学の電気化学への応用ーガスセンサー、pHセンサーへの応用
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。
【事後学習】レポート課題をやってくること。
14授業内試験ー到達度の確認と解説
【事前学習】これまでのレポートの復習をすること。
【事後学習】出来なかった問題について調べること。
15試験を踏まえた反省会ー場合によっては追加試験
【事前学習】前回の問題でできなかったところを復習すること。
【事後学習】特になし
その他
教科書 『熱力学・統計力学 (原島 鮮)』 培風館
参考書 加納健司、山本雅博 『たのしい物理化学1』 講談社 2016年 第1版
成績評価の方法及び基準 基本的には試験の成績で評価する。試験で合格点に達しなかった人については、ある程度の点数がとれている上で、レポートが良好と認められれば、15週目に追加試験を実施する。(100%)
単位取得のためにはある程度の授業内試験の成績が必要である。
ほぼ毎回提出を要求されるレポートは確実に提出すること。また出来の悪いレポートは再提出を命じるので、確実に対応すること。
オフィスアワー 授業実施後

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